Die vielen Verwendungen von Silber

Das weiße Metall

Silber, das Weißmetall, hat einen hervorragenden Ruf für seine Verwendung in Schmuck und Münzen, aber heute wird Silber hauptsächlich industriell verwendet. Ob bei Mobiltelefonen oder Sonnenkollektoren, es entstehen ständig neue Innovationen, um die einzigartigen Eigenschaften von Silber zu nutzen.

Silber ist ein Edelmetall, weil es selten und wertvoll ist, und es ist ein Edelmetall, weil es Korrosion und Oxidation widersteht, wenn auch nicht so gut wie Gold . Da Silber der beste thermische und elektrische Leiter aller Metalle ist , ist es ideal für elektrische Anwendungen. Seine antimikrobiellen, ungiftigen Eigenschaften machen es in der Medizin und in Verbraucherprodukten nützlich. Sein hoher Glanz und sein Reflexionsvermögen machen es perfekt für Schmuck, Silberwaren und Spiegel. Seine Formbarkeit, mit der es zu Blechen abgeflacht werden kann, und seine Duktilität, mit der es zu dünnem, flexiblem Draht gezogen werden kann, machen es zur besten Wahl für zahlreiche industrielle Anwendungen. Seine Lichtempfindlichkeit hat ihm inzwischen einen Platz in der Filmfotografie verschafft.

Silber ist viel billiger als Gold, weil es häufiger vorkommt . Silber kann zu Pulver gemahlen, zu Paste verarbeitet, zu Flocken rasiert, in Salz umgewandelt, mit anderen Metallen legiert, zu bedruckbaren Folien abgeflacht, zu Drähten gezogen, als Kolloid suspendiert oder sogar als Katalysator eingesetzt werden. Diese Eigenschaften sorgen dafür, dass Silber in der Industrie weiterhin glänzt, während seine lange Geschichte in Bezug auf Münzen und Schmuck seinen Status als Symbol für Reichtum und Prestige beibehält.

Silberpaste in der Elektronik: Gedruckte Elektronik wie RFID-Tags basieren auf Silberpaste. Bildrechte iStockphoto / JacobH.

Verwendung von Silber in den USA: Der United States Geological Survey hat die in den USA verwendete Silbermenge nach Verwendungskategorien tabellarisch aufgeführt. Diese Daten sind in der obigen Grafik dargestellt. Die Kategorie „Sonstige“ macht fast ein Viertel des verwendeten Silbers aus und ist in Hunderte verschiedener Verwendungszwecke unterteilt. Viele davon werden unten beschrieben.

Verwendung von Silber in der Elektronik

Silber wird in der Industrie am häufigsten in der Elektronik eingesetzt. Aufgrund der unübertroffenen thermischen und elektrischen Leitfähigkeit von Silber unter Metallen kann es nicht einfach durch kostengünstigere Materialien ersetzt werden.

Beispielsweise werden kleine Mengen Silber als Kontakte in elektrischen Schaltern verwendet: Verbinden Sie die Kontakte, und der Schalter ist eingeschaltet. Trennen Sie sie und der Schalter ist aus. Ob Sie ein Schlafzimmerlicht mit einem herkömmlichen Schalter einschalten oder eine Mikrowelle mit einem Membranschalter einschalten, das Ergebnis ist dasselbe: Der Strom kann nur durchfließen, wenn die Kontakte verbunden sind. Autos sind voll von Kontakten, die elektronische Funktionen steuern, ebenso wie Verbrauchergeräte. Industriestärkenschalter verwenden ebenfalls Silber.

Wie gelangt Silber von der Erde zu diesen elektronischen Geräten? Silber stammt aus Silberminen oder aus Blei- und Zinkminen, aus denen Silber ein Nebenprodukt ist. Durch Schmelzen und Raffinieren wird Silber aus dem Erz entfernt. Dann wird das Silber normalerweise zu Stäben oder Körnern geformt. Die Elektronik verlangt Silber von höchster Reinheit: 99,99% rein, auch bekannt als eine Feinheit von 999,9.

Beim Auflösen von reinem Silber in Salpetersäure entsteht Silbernitrat, das zu Pulver oder Flocken geformt werden kann. Dieses Material kann wiederum zu Kontakten oder Silberpasten verarbeitet werden, wie eine leitfähige Paste aus einer Silber-Palladium-Legierung.

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Silberpaste hat viele Verwendungszwecke, wie den bereits erwähnten Membranschalter und die Heckabtauung in vielen Autos. In der Elektronik basieren Schaltungspfade sowie passive Komponenten, sogenannte Multilayer-Keramikkondensatoren (MLCCs), auf Silberpaste. Eine der am schnellsten wachsenden Anwendungen von Silberpaste sind Photovoltaikzellen zur Erzeugung von Sonnenenergie.

Nanosilber, Silber mit einer extrem kleinen Partikelgröße (1-100 Nanometer, das sind 1-100 Milliardstel Meter), bietet eine neue Grenze für technologische Innovationen und erfordert viel weniger Silber, um die Arbeit zu erledigen. Gedruckte Elektronik arbeitet mit leitfähigen Nanosilberfarben. Ein Beispiel für eine gedruckte Elektronik ist die Elektrode in einem Superkondensator, die wiederholt und schnell geladen und entladen werden kann. Regeneratives Brechen ist eine Automobilinnovation, mit der die kinetische Energie eines langsamer werdenden Fahrzeugs zur Wiederverwendung in einem Superkondensator gespeichert werden kann. RFID-Tags (Radio Frequency Identification) bieten eine weitere leistungsstarke Anwendung für gedruckte Elektronik. Diese Tags sind besser als Barcodes zur Verfolgung des Inventars, da sie mehr Informationen speichern und auch ohne direkte Sichtlinie aus größerer Entfernung gelesen werden können.

Silber hat auch seinen Platz in der Unterhaltungselektronik. Ihr Plasmafernseher ist möglicherweise nicht nur für den Ein- / Ausschalter auf Silber angewiesen, wenn er eine Silberelektrode enthält, die ein Bild mit höherer Qualität liefert. Leuchtdioden (LED) verwenden ebenfalls Silberelektroden, um energiesparendes Licht mit niedrigem Pegel zu erzeugen. Währenddessen haben die DVDs und CDs, die Sie abspielen, wahrscheinlich eine dünne silberne Aufnahmeschicht.

Eine andere elektronische Anwendung von Silber ist in Batterien, die Silberoxid- oder Silberzinklegierungen verwenden. Diese leichten Batterien mit hoher Kapazität arbeiten bei hohen Temperaturen besser als andere Batterien. Silberoxid wird in Knopfbatterien verwendet, die Kameras und Uhren antreiben, sowie in Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsanwendungen. Silber-Zink-Batterien bieten eine Alternative zu Lithium-Batterien für Laptops und Elektroautos.

Auf dem neuesten Stand der Technik sind Supraleiter. Silber ist kein Supraleiter, aber wenn es mit einem gepaart wird, können beide zusammen Elektrizität noch schneller übertragen als der Supraleiter allein. Bei sehr niedrigen Temperaturen führen Supraleiter Elektrizität mit geringem oder keinem elektrischen Widerstand. Sie können verwendet werden, um magnetische Energie zum Drehen von Motoren oder zum Antreiben von Magnetschwebezügen zu erzeugen.

Die unzähligen Anwendungen von Silber in der Elektronik bieten einen aufschlussreichen Einblick, wie eines der berühmtesten Metalle der Geschichte zu einem innovativen Material der Zukunft geworden ist. Zum Teil aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaft, die höchste thermische und elektrische Leitfähigkeit aller Metalle zu haben, ist Silber oft ein Muss gegenüber anderen, kostengünstigeren Materialien.

Verwendung von Silber in der Energie

Wie bereits erwähnt, wird Silberpaste zur Herstellung von Sonnenkollektoren verwendet. Auf Photovoltaikzellen gedruckte Silberpastenkontakte erfassen und führen elektrischen Strom. Dieser Strom wird erzeugt, wenn Sonnenenergie auf die Halbleiterschicht der Zelle auftrifft. Photovoltaikzellen sind eine der am schnellsten wachsenden Anwendungen von Silber.

Das Reflexionsvermögen von Silber gibt ihm eine weitere Rolle in der Sonnenenergie. Es reflektiert Sonnenenergie in Kollektoren, die Salze zur Stromerzeugung verwenden.

In der Kernenergie wird auch Silber verwendet. Das Weißmetall wird häufig in Kontrollstäben verwendet, um Neutronen einzufangen und die Spaltungsrate in Kernreaktoren zu verlangsamen. Das Einsetzen der Steuerstäbe in den Kern macht die Reaktion langsamer, während das Entfernen sie beschleunigt.

Verwendung von Silber beim Löten und Löten

Beim Löten und Löten wird die hohe Zugfestigkeit und Duktilität von Silber genutzt, um Verbindungen zwischen zwei Metallteilen herzustellen. Das Löten erfolgt bei Temperaturen über 600 ° C, während das Löten bei Temperaturen unter 600 ° C erfolgt. Silberschrott kann zum Löten und Löten verwendet werden, da für diese Prozesse kein sehr reines Silber erforderlich ist. Hartlöten und Löten führen zu dichten Verbindungen für alles, von Heizungs- und Klimaanlagen bis hin zu Rohrleitungen. Die antibakteriellen Eigenschaften und die Nichttoxizität von Silber für den Menschen machen es zu einem hervorragenden Ersatz für bleibasierte Bindungen zwischen Wasserleitungen.

Verwendung von Silber in der chemischen Produktion

Silber wirkt als Katalysator zur Herstellung von zwei wichtigen Chemikalien: Ethylenoxid und Formaldehyd. Ethylenoxid wird zur Herstellung von geformten Kunststoffen wie Kunststoffgriffen und flexiblen Kunststoffen wie Polyester verwendet. Es ist auch ein Hauptbestandteil in Frostschutzmitteln. Formaldehyd wird zur Herstellung fester Kunststoffe und Harze sowie als Schutzbeschichtung verwendet. Es wird auch als Desinfektions- und Einbalsamierungsmittel verwendet. Als Katalysator erhöht Silber die Reaktionsgeschwindigkeit, ohne aufgebraucht zu werden.

Verwendung von Silber in Münzen und Anlagen

Silber dient traditionell mit Gold als Metall für Münzen. Silber ist als Edelmetall selten und wertvoll, was es zu einem bequemen Vorrat an Reichtum macht. In der Vergangenheit sammelten die Menschen ihren Reichtum in Form von Silbermünzen; Heute investieren sie in Investment-Grade-Silberbarren. Die Tatsache, dass Silber nicht korrodiert und nur bei einer relativ hohen Temperatur schmilzt, bedeutet, dass es lange halten kann, und die Tatsache, dass es einen hohen Glanz aufweist, macht es attraktiv. Aufgrund seiner Formbarkeit ist Silber eine gute Wahl für die Gestaltung und Prägung der Landeswährung.

In größerer Menge und daher billiger als Gold wurde Silber häufiger als Währung verwendet. Silber wurde abgebaut und für den Handel mehrere tausend Jahre vor Christus verwendet und erstmals viele hundert Jahre vor Christus im Mittelmeerraum zu Silbermünzen geprägt. Bis zum 20. Jahrhundert verwendeten viele Länder einen Silber- oder Goldstandard, der den Wert der Währung durch das Vorhandensein von Gold oder Silber in der Staatskasse untermauerte. Heutzutage verwenden Länder weniger teure Metalle wie Kupfer und Nickel, um Münzen herzustellen, und sie verwenden Fiat-Währungen, bei denen die staatliche Regulierung den Wert anstelle eines Gold- oder Silberstandards kontrolliert.

Dennoch behält Silber seinen Wert als Ware. Viele Menschen entscheiden sich dafür, über Finanzinstrumente wie Aktien und Investmentfonds in Silber zu investieren oder 99,9% reine Silberbarren, Münzen oder Medaillons zu kaufen und zu lagern. Manchmal stellen Länder Silbermünzen für Sammler her, die sie zu einem Preis an Käufer verkaufen, der den Wert des Silbers übersteigt, aus dem die Münze hergestellt wird.

Verwendung von Silber in Schmuck und Silberwaren

Schmuck und Silberwaren sind zwei weitere traditionelle Verwendungszwecke von Silber. Formbarkeit, Reflexionsvermögen und Glanz machen Silber zu einer schönen Wahl. Weil Silber so weich ist, muss es mit unedlen Metallen wie Kupfer legiert werden, wie im Fall von Sterlingsilber (92,5% Silber, 7,5% Kupfer). Obwohl es Oxidation und Korrosion widersteht, kann Silber anlaufen, aber mit ein wenig Politur kann es ein Leben lang glänzen. Da Silber billiger als Gold ist, ist es eine beliebte Wahl für Schmuck und ein Standard für gehobene Küche. Versilberte unedle Metalle bieten eine kostengünstigere Alternative zu Silber. Silbergeschirr und -teller können Silberwaren begleiten, und diese können oft kunstvoll gefertigte Kunstwerke sein. Zum Beispiel war Paul Revere (1734-1818), der den meisten für seine Mitternachtsfahrt zu Beginn der amerikanischen Revolution bekannt war, von Beruf Silberschmied.

Verwendung von Silber in der Fotografie

Die Fotografie war bis zum jüngsten Aufstieg der digitalen Medien eine der wichtigsten industriellen Anwendungen von Silber. Die traditionelle Filmfotografie beruht auf der Lichtempfindlichkeit der im Film vorhandenen Silberhalogenidkristalle. Wenn der Film Licht ausgesetzt wird, ändern sich die Silberhalogenidkristalle, um ein latentes Bild aufzunehmen, das zu einer Fotografie entwickelt werden kann. Die Genauigkeit dieses Prozesses macht es nützlich für nicht digitale Verbraucherfotografie, Film und Röntgen.

Das in der Filmfotografie verwendete Silber sollte nicht mit der „Leinwand“ des Kinos verwechselt werden. Dieser Satz bezieht sich nicht auf das Silber im Film selbst, sondern auf die silberne Linsenwand, auf die frühe Filme projiziert wurden.

Verwendung von Silber in der Medizin

Silberionen wirken als Katalysator, indem sie Sauerstoff absorbieren, der Bakterien abtötet, indem er ihre Atmung stört. Diese antibiotische Eigenschaft hat zusammen mit seiner Nichttoxizität Silber seit Tausenden von Jahren eine wesentliche Rolle in der Medizin gegeben. Vor dem weit verbreiteten Einsatz von Antibiotika wurde Silberfolie um Wunden gewickelt, um sie zu heilen, und kolloidale Silber- und Silber-Protein-Komplexe wurden aufgenommen oder topisch angewendet, um Krankheiten zu bekämpfen. Silber wurde auch in Augentropfen und in der Zahnhygiene verwendet, um Infektionen zu heilen und zu verhindern.

Während Silber nicht toxisch ist, kann die wiederholte Einnahme kleiner Mengen Silber im Laufe der Zeit zu Argyrie führen. Bei Menschen mit dieser Erkrankung bildet sich Silber im Körpergewebe und sieht bei Sonneneinstrahlung grau-blau aus. Darüber hinaus kann die Aufnahme großer Mengen Silber negative Auswirkungen auf den Körper haben. Aus diesen Gründen raten Ärzte von der Verwendung von kolloidalem Silber ab und schließen die Behauptungen einiger ab, dass kolloidales Silber ein Allheilmittel ist.

Das Vorhandensein von Antibiotika-resistenten Superbugs erhöht heute die Nachfrage nach Silber in Krankenhäusern. Kleine Mengen Silber können Krankenhausoberflächen und medizinische Geräte beschichten, um die Ausbreitung von Krankheitserregern zu verhindern. Silber in chirurgischen Geräten, Wundauflagen und Salben schützt Wunden vor Infektionen. Silbersulfadiazin ist besonders nützlich für Verbrennungsopfer, da es Bakterien abtötet und gleichzeitig das Nachwachsen der Haut ermöglicht. Silberionenbehandlungen können Knocheninfektionen heilen und die Regeneration von geschädigtem Gewebe ermöglichen.

Verwendung von Silber in Spiegeln und Glas

Silber reflektiert beim Polieren fast vollständig. Seit dem 19. Jahrhundert werden Spiegel hergestellt, indem eine transparente Glasoberfläche mit einer dünnen Silberschicht beschichtet wird. Moderne Spiegel verwenden jedoch auch andere Metalle wie Aluminium. Viele Fenster moderner Gebäude sind mit einer transparenten Silberschicht beschichtet, die das Sonnenlicht reflektiert und den Innenraum im Sommer kühl hält. In der Luft- und Raumfahrt schützen silberbeschichtete Fliesen Raumfahrzeuge vor der Sonne.

Verwendung von Silber in Motoren

Motorlager basieren auf Silber. Das stärkste Lager besteht aus Stahl, der mit Silber galvanisiert wurde. Der hohe Schmelzpunkt von Silber ermöglicht es, der hohen Temperatur von Motoren standzuhalten. Silber wirkt auch wie ein Schmiermittel, um die Reibung zwischen einem Kugellager und seinem Gehäuse zu verringern. Aufgrund seiner Fähigkeit, Sauerstoff zu absorbieren, wird Silber als möglicher Ersatz für Platin untersucht, um die Oxidation von in Dieselmotorfiltern gesammelten Stoffen zu katalysieren.